光纤通信6.pptx
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1、RoF 系统复复 用用信信道道复复用用是是为为了了便便于于光光纤纤传传输输,把把多多个个低低容容量量信信道信息,复用到一个大容量传输信道的过程。道信息,复用到一个大容量传输信道的过程。在在电电域域内内,信信号号复复用用可可分分为为时时分分复复用用(TDM)、频分复用(频分复用(FDM)和码分复用)和码分复用(CDM);在在光光域域内内,信信号号复复用用有有光光时时分分复复用用(OTDM)、光光频频(波波)分分复复用用(OFDM,WDM)和和光光码码分分复用复用(OCDM)。光光纤纤通通信信系系统统为为了了充充分分发发挥挥其其宽宽带带的的优优点点,允允许许复复用用多多个个信信道道到到一一根根光光
2、纤纤上上。因因此此,复复用用后后的的多多个信道共享光源的光功率和光纤的传输带宽。个信道共享光源的光功率和光纤的传输带宽。副副载载波波调调制制是是首首先先用用信信息息信信号号调调制制一一个个比比基基带带信信号号最最高高频频率率高高几几倍的载波倍的载波然后用该载波信号再去调制光波。然后用该载波信号再去调制光波。因因为为信信号号是是用用光光波波传传输输的的,载载波波对对光光波波而而言言只只扮扮演演着着副副载载波波的的作作用用,所所 以以 这这 种种 技技 术术 就就 称称 为为 副副 载载 波波 调调 制制(SCM,Subcarrier modulation)。)。IM/DD方式实现图解方式实现图解
3、微波副载波复用系统构成微波副载波复用系统构成副载波复用的特点副载波复用的特点(1)由于微波只作为光传输的副载波,因而信由于微波只作为光传输的副载波,因而信号不再经空中传播,而是经一个封闭的、稳定号不再经空中传播,而是经一个封闭的、稳定的光纤信道传输,从而避免了与其他微波互相的光纤信道传输,从而避免了与其他微波互相干扰的问题。不发送微波信号到空间,也避免干扰的问题。不发送微波信号到空间,也避免了日益拥塞的微波频道资源分配和批准问题。了日益拥塞的微波频道资源分配和批准问题。(2)由由于于一一个个光光通通道道可可以以承承载载多多个个微微波波副副载载波波信信道道,每每个个副副载载波波又又可可以以分分别
4、别传传送送各各种种不不同同类类型型的的业业务务信信号号,彼彼此此互互相相独独立立,因因而而易易于于实实现现模模拟拟与与数数字字信信号号的的混混合合传传输输和和各各种种不不同同业业务务的的综合和分离。综合和分离。副载波复用的特点副载波复用的特点(3)SCM 系统可以充分利用现有的微波和卫星通信的成系统可以充分利用现有的微波和卫星通信的成熟技术和设备,但又比现有微波传输容量大得多。熟技术和设备,但又比现有微波传输容量大得多。(4)与与 TDM 相比,相比,SCM 系统只接收本载波频带内的信系统只接收本载波频带内的信号和噪声,因而灵敏度高,也无需复杂的定时同步技术。号和噪声,因而灵敏度高,也无需复杂
5、的定时同步技术。就传送电视节目而言,采用就传送电视节目而言,采用TDM方式,一个光载波可以方式,一个光载波可以传输的典型节目数是传输的典型节目数是 1632个个,而采用而采用FM方式的方式的 SCM 至少可以传送至少可以传送 60120 个节目,而且成本很低个节目,而且成本很低,因而因而 SCM系统在电视分配网中很有竞争力。系统在电视分配网中很有竞争力。然而,模拟然而,模拟 SCM 方式光功率余度较小,如不使用方式光功率余度较小,如不使用EDFA,在维持端到端性能方面有一定困难,也不适应电信网,在维持端到端性能方面有一定困难,也不适应电信网的数字化趋势,因而不是长远的主流发展方向,而是中的数字
6、化趋势,因而不是长远的主流发展方向,而是中近期比较经济的解决方案。近期比较经济的解决方案。模拟模拟SCM光波系统光波系统因因为为模模拟拟信信号号波波形形在在传传输输过过程程中中必必须须保持不变,所以模拟保持不变,所以模拟 SCM 系统要求系统要求:系统载噪比(系统载噪比(CNR)高;)高;光源和通信信道的线性度要好;光源和通信信道的线性度要好;如如果果半半导导体体激激光光器器线线性性特特性性好好,输输入入电电信信号号就就可可以以变变成成不不失失真真的的输输出出光光信信号号。显显然然,任任何何非非线线性性都都要要引引起起输输出出光光波波形形的畸变并影响系统的性能。的畸变并影响系统的性能。LD的模
7、拟调制的模拟调制P-I 曲线非线性引起输出光波形的畸变曲线非线性引起输出光波形的畸变6.2 模拟基带直接光强调制光纤传输系统模拟基带直接光强调制光纤传输系统 模拟基带直接光强调制(D-IM)光纤传输系统由光光光光发发发发射射射射机机机机(光源通常为发光二极管)、光光光光纤纤纤纤线线线线路路路路和光光光光接接接接收收收收机机机机(光检测器)组成,这种系统的方框图如图6.1所示。图图 6.1 模拟信号直接光强调制系统方框图模拟信号直接光强调制系统方框图 调制器发光二极管发送机光检测器接收机放大器恢复原信号m(t)基带信号m(t)光纤 6.2.1 特性参数特性参数 评价模拟信号直接光强调制系统的传输
8、质量的最重要的特性参数是信噪比信噪比(SNR)和信号失真信号失真(信号畸变信号畸变)。1.信噪比信噪比 正弦信号直接光强调制系统的信信信信噪噪噪噪比比比比主要受光接收机性能的影响,因为输入到光检测器的信号非常微弱,所以对系统的SNR影响很大。图图 6.2 发光二极管模拟调制原理发光二极管模拟调制原理 图6.2示出对发光二极管进行正弦信号直接光强调制的原理。式中,i2s为均均方方信信号号电电流流和i2n为均均方方噪噪声声电电流流,RL为光检测器负载电阻光检测器负载电阻。这这种种系系统统的的信信噪噪比比定定义义为为接接收收信信号号功功率率和和噪噪声声功功率率(NP)的比值的比值:信噪比一般用dB作
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